IA va ajuta la intensificarea eforturilor globale pentru prevenirea orbirii

Cercetătorii de la Spitalul de oftalmologie Moorfields şi Institutul de oftalmologie al University College London (UCL), din Marea Britanie au dezvoltat un sistem de inteligenţă artificială (AI) care are potenţialul nu numai de a identifica bolile oculare care ameninţă vederea, ci şi de a prezice starea generală de sănătate, inclusiv un infarct miocardic, AVC şi boala Parkinson.

Unul dintre primele modele de bază AI în domeniul sănătăţii şi primul în domeniul oftalmologiei, RETFound, a fost dezvoltat folosind milioane de scanări ale ochilor utilizate în Sistemul public de sănătate (NHS) din Regatul Unit.

Echipa de cercetare face ca sistemul să fie open-source: disponibil gratuit pentru a fi utilizat de orice instituţie din întreaga lume, în cadrul eforturilor globale de detectare şi tratare a orbirii cu ajutorul AI.

Cercetarea a fost publicată miercuri, 13 septembrie, în revista Nature.

RETFound depăşeşte în mod constant performanţele sistemelor AI de ultimă generaţie existente, într-o gamă de sarcini clinice complexe şi, mai important, abordează un neajuns semnificativ al multor sisteme de inteligenţă artificială actuale, funcţionând bine în diverse populaţii şi la pacienţii cu boli rare.

„Acesta este un alt pas mare spre utilizarea AI pentru a reinventa examinarea oftalmologică pentru secolul XXI, atât în Marea Britanie, cât şi la nivel global”, a declarat autorul principal, profesorul Pearse Keane, de la Institutul de oftalmologie al UCL şi spitalul de ochi Moorfields.

Potrivit acestuia, studiul prezintă „câteva afecţiuni exemplare în care RETFound poate fi utilizat, dar are potenţialul de a fi dezvoltat în continuare pentru sute de alte boli oculare care ameninţă vederea şi pe care nu le-am explorat încă”.

„Dacă Regatul Unit poate combina datele clinice de înaltă calitate de la NHS, cu expertiza de top în domeniul informaticii din universităţile sale, are adevăratul potenţial de a fi un lider mondial în domeniul asistenţei medicale bazate pe AI”, a declarat profesorul.

Modelele de bază AI au fost numite „o tehnologie transformatoare” de către guvernul britanic într-un raport publicat la începutul acestui an şi au intrat în centrul atenţiei odată cu lansarea în noiembrie 2022 a ChatGPT, un model de bază antrenat cu ajutorul unor cantităţi mari de date de text pentru a dezvolta un instrument lingvistic versatil.

Adoptând o abordare comparabilă şi în domeniul imagisticii oculare, într-o premieră mondială, RETFound a fost antrenat pe milioane de scanări ale retinei pentru a crea un model care poate fi adaptat pentru utilizări potenţial nelimitate.

Una dintre provocările cheie în dezvoltarea modelelor de AI este nevoia de etichetarea imaginilor cu ajutorul experţilor, un proces care este adesea costisitor şi consumator de timp.

După cum se demonstrează în studiul specialiştilor britanici, RETFound este capabil să egaleze performanţa altor sisteme de AI în timp ce utilizează doar 10% din etichetele umane în setul său de date.

Această îmbunătăţire a eficienţei AI a fost obţinută prin utilizarea unei abordări inovatoare de autosupervizare, în care RETFound maschează părţi ale unei imagini, iar apoi învaţă să estimeze singur părţile lipsă.

RETFound ar putea contribui la îmbunătăţirea diagnosticării unora dintre cele mai debilitante boli oculare, inclusiv retinopatia diabetică şi glaucomul, şi la prezicerea bolilor sistemice, cum ar fi Parkinson, AVC şi insuficienţa cardiacă.

Identificarea problemelor generale de sănătate prin intermediul ochilor este o ştiinţă emergentă numită „oculomică” – un termen inventat în 2020 de profesorul Alastair Denniston, unul dintre coautorii lucrării.

Ochiul este o „fereastră” către sănătatea noastră generală, oferind o privire neinvazivă asupra sistemului nervos.

Înţelegerea relaţiei ochi-corp este esenţială pentru abordarea bolilor complexe şi a problemelor generale asociate cu îmbătrânirea.

În plus, RETFound a demonstrat că este la fel de eficient în detectarea bolilor în diverse populaţii.

„Prin antrenarea RETFound cu seturi de date care reprezintă diversitatea etnică a populaţiei Londrei, am dezvoltat o bază valoroasă pentru cercetătorii din întreaga lume pentru a-şi construi sistemele în aplicaţii de îngrijire a sănătăţii, cum ar fi diagnosticarea bolilor oculare şi predicţia bolilor sistemice”, a declarat autorul principal al studiului, doctorandul Yukun Zhou, de la Centrul computaţional pentru imagini medicale, inginerie medicală şi medicină umană de la UCL, şi spitalul de oftalmologie Moorfields.

RETFound a fost antrenat pe un set de 1,6 milioane de imagini de la spitalul de oftalmologie Moorfields.

Pentru asta au fost utilizate instrumentele de inteligenţă artificială şi infrastructura furnizate de INSIGHT, centrul de cercetare a datelor de sănătate pentru sănătatea oculară condus de NHS, cu sediul la Moorfields, şi cea mai mare bioresursă de date oftalmologice din lume.

Capacităţile puternice de calcul şi de inteligenţă artificială ale hub-ului au evoluat în urma unei colaborări de cercetare din 2016 între Moorfields şi DeepMind, în prezent Google DeepMind.

Echipa de cercetare, condusă de Yukun Zhou şi de profesorul Pearse Keane de la Moorfields şi UCL, a pus modelul la dispoziţie în mod gratuit pentru utilizare pe GitHub.

Cercetători din întreaga lume, cum ar fi Singapore şi China, au folosit RETFound în câteva cercetări inedite privind bolile oculare.

Știripesurse